Diapositiva 1 - Dipartimento di Informatica
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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI BOLOGNA FACOLTÀ DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI CORSO DI LAUREA IN SCIENZE DELL’INFORMAZIONE Gestione, tramite protocollo DICOM, dei risultati di un programma di ComputerAided Detection Relatore: Chiar.mo Prof. RENATO CAMPANINI Correlatore: Dott. MATTEO ROFFILLI Presentata da: GABRIELE GARAVINI Sommario 1 Introduzione 2 Gestione delle immagini mediche 3 Necessità di integrazione fra sistemi 4 Protocollo DICOM e Structured Reporting 5 Applicazione sviluppata 6 Conclusioni e sviluppi futuri Gestione, tramite protocollo DICOM, dei risultati di un programma di Computer-Aided Detection 2 Introduzione Questo lavoro di tesi si colloca nell’ambito di un progetto di ComputerAided Detection (CAD) sviluppato da un gruppo di ricerca denominato Medical Imaging Group (MIG). Esso è composto da fisici dell’Università di Bologna e da informatici del Corso di Laurea in Scienze dell’Informazione di Cesena. Obiettivo La ricerca e lo sviluppo di metodologie e apparati che possano aiutare i medici nella rilevazione e nella diagnosi precoce di tumori al seno. Gestione, tramite protocollo DICOM, dei risultati di un programma di Computer-Aided Detection 3 La gestione delle immagini mediche Una tappa fondamentale nel percorso di miglioramento, dal punto di vista tecnologico, delle apparecchiature utilizzate in ambito ospedaliero è rappresentata dal passaggio alla tecnologia digitale. I vantaggi offerti da questo tipo di tecnologia sono molteplici: 1. Un’immagine digitale può essere elaborata al computer anche dopo la creazione; 2. In ambito radiografico, si riduce la dose di radiazioni somministrata al paziente; 3. Vengono messi a disposizione del radiologo sistemi di rilevazione automatizzati (CAD); 4. E’ possibile creare una cartella clinica del paziente completamente computerizzata; 5. Le informazioni possono essere trasmesse a distanza in modo semplice e veloce. Gestione, tramite protocollo DICOM, dei risultati di un programma di Computer-Aided Detection 4 I sistemi informativi ospedalieri Negli ultimi anni, le tecnologie informatiche sono state caratterizzate da una continua e crescente evoluzione che ha permesso di realizzare sistemi informativi ospedalieri sempre più potenti, veloci e sicuri: Sistema Informativo Ospedaliero, responsabile prevalentemente della gestione complessiva del paziente (accettazione, prenotazione di esami, fatturazione). Sistema Informativo Radiologico, responsabile prevalentemente della gestione delle attività specifiche locali (programmazione degli esami, esecuzione esame, archiviazione e distribuzione dei referti). Sistema per l'Archiviazione e la Comunicazione delle Immagini, responsabile della parte riguardante le immagini (acquisizione, archiviazione e distribuzione d’immagini). Gestione, tramite protocollo DICOM, dei risultati di un programma di Computer-Aided Detection 5 Schema di un PACS Scanner TIFF,BMP,.. Scanning Capture Modality Aquisizione Image Server Stampanti Query Consultazione Visualizzazione Stampa Gestione, tramite protocollo DICOM, dei risultati di un programma di Computer-Aided Detection 6 Necessità di integrazione fra sistemi ma ciascuna operava su piattaforme proprietarie; Problemi L’intercomunicazione era agevole solo all’interno di una stessa struttura; La comunicazione fra macchine prodotte da costruttori diversi era molto difficoltosa e soggetta ad errori; Ogni modalità era considerata un sistema isolato. Obiettivo Ci fu la necessità che macchine di produttori diversi potessero comunicare fra di loro senza problemi e fossero in grado di utilizzare un formato dei dati comune. Gestione, tramite protocollo DICOM, dei risultati di un programma di Computer-Aided Detection 7 DICOM Digital Imaging and COmmunication in Medicine Per risolvere il problema dell’integrazione fra sistemi diversi, l’American College of Radiology (ACR) e la National Electrical Manufactoring Association (NEMA) formarono, nel 1983, un comitato congiunto per lo sviluppo di uno standard di comunicazione unico. Il lavoro di questo comitato si concretizzò negli standard ACR-NEMA 1.0 (1985) e successivamente ACR-NEMA 2.0 (1988). Il passo decisivo fu compiuto con la terza versione dello standard che venne denominata DICOM 3.0 (1993); può essere considerato lo standard mondiale per il trasferimento e la gestione delle immagini mediche. 1985 1988 ACR-NEMA 1.0 ACR-NEMA 2.0 1993 Gestione, tramite protocollo DICOM, dei risultati di un programma di Computer-Aided Detection 8 Caratteristiche di DICOM DICOM è uno standard basato sull’architettura Object-Oriented; Fornisce informazioni del mondo reale (paziente, ricovero, immagini) modellate come oggetti informativi detti Information Object Definition; Fornisce le specifiche delle operazioni denominate DICOM Message Service (DIMSE) che possono essere eseguite su questi oggetti; Le operazioni DIMSE realizzano funzionalità dette Service Class (Modality Worklist Management, Performed Procedure Step, Storage, Print, Query/Retrieve); Permette la comunicazione fra due applicazioni DICOM; una di esse fornisce il servizio (SCP, Service Class Provider) mentre l’altra lo utilizza (SCU, Service Class User). Gestione, tramite protocollo DICOM, dei risultati di un programma di Computer-Aided Detection PAZIENTE 1 Contiene 1,n STUDIO 1 Contiene 1,n SERIE 1 Contiene 0,n IMMAGINE 9 Lo Structured Reporting Lo Structured Reporting rappresenta un’importante e recente estensione dello standard DICOM che permette la gestione e l’archiviazione dei risultati dell’analisi di un’immagine medica. Lo standard di riferimento e il Supplemento 50 (Mammography Computer-Aided Detection SR). dello Standard DICOM Caratteristiche 1. I dati vengono archiviati utilizzando una struttura ad albero molto complessa; 2. Vengono utilizzati concetti codificati o numerici in aggiunta al testo esplicito; 3. E’ possibile utilizzare relazioni di diverso tipo fra i nodi dell’albero; 4. La struttura può contenere riferimenti ad immagini o ad altri elementi. Gestione, tramite protocollo DICOM, dei risultati di un programma di Computer-Aided Detection 10 Applicazione sviluppata Durante questo lavoro di tesi è stata realizzata un’applicazione client (SCU, Service Class User) che permette l’inserimento dei risultati dell’analisi dell’immagine mammografica all’interno del file DICOM e l’invio degli stessi ad un server remoto (SCP, Service Class Provider). In particolare, è stato concordato l’inserimento delle coordinate del centro della massa tumorale (o di più masse) eventualmente rilevata nell’immagine. Findings = Mass Graphic Type = POINT Graphic Data = “80.5, 100.5” DICOM Server (SCP) DICOM Client (SCU) (Applicazione realizzata) INSERIMENTO INVIO FILECOORDINATE AL SERVER Gestione, tramite protocollo DICOM, dei risultati di un programma di Computer-Aided Detection 11 Inserimento dei risultati nel file MAMMOGRAPHY CAD REPORT CONTAINER INFERRED FROM INDIVIDUAL IMPRESSION/ RECOMMENDATION CONTAINER INDIVIDUAL INDIVIDUAL IMPRESSION/ IMPRESSION/ RECOMMENDATIONCONTAINSRECOMMENDATION CONTAINER CONTAINER SINGLE IMAGE FINDING SINGLE IMAGE FINDING CODE: Density CODE: Density CAD PROCESSING AND SUMMARY OF IMAGE LIBRARY FINDINGS SUMMARY CONTAINS HAS CONCEPT MOD DETECTIONS CONTAINER CODE: All algorithms CODE: Succedeed succedeed; with findings INDIVIDUAL IMPRESSION/ RECOMMENDATION CONTAINER SUMMARY OF ANALYSES CODE: Succedeed HAS PROPERTIES RENDERING INTENT COMPOSITE FEATURE CODE: Presentation CODE: Mammographic INFERRED FROM Required Breast Mass CENTER SCOORD OUTLINE SCOORD Gestione, tramite protocollo DICOM, dei risultati di un programma di Computer-Aided Detection 12 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI BOLOGNA FACOLTÀ DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI CORSO DI LAUREA IN SCIENZE DELL’INFORMAZIONE Gestione, tramite protocollo DICOM, dei risultati di un programma di ComputerAided Detection Relatore: Chiar.mo Prof. RENATO CAMPANINI Correlatore: Dott. MATTEO ROFFILLI Presentata da: GABRIELE GARAVINI
